JPH07313461A - 画像情報を投写する装置および投写方法 - Google Patents

画像情報を投写する装置および投写方法

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JPH07313461A
JPH07313461A JP6255206A JP25520694A JPH07313461A JP H07313461 A JPH07313461 A JP H07313461A JP 6255206 A JP6255206 A JP 6255206A JP 25520694 A JP25520694 A JP 25520694A JP H07313461 A JPH07313461 A JP H07313461A
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JP
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image
light
receiving surface
eye
optical waveguide
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JP6255206A
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Juergen Lamprecht
ランプレヒト ユルゲン
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    • G09F9/00Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/113Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for determining or recording eye movement

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 受像面の観察者を簡単な手段で観察可能にす
る、例えばその眼の視軸を検出可能にする装置の提供。 【構成】 少なくとも1つの受像面1,2を有し、該受
像面上に画像情報が多数の個々の光点3,4,5を用い
て表示される形式の、本発明による画像情報の投写装置
は、受像面1,2の観察者たとえばその眼の動きを、次
の構成により観察可能にする、即ち少なくとも所定数の
光点5,6,7の各々の光点5,6,7に、評価装置1
4と接続された光感センサが対応付けられていることに
より、可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも1つの受像
面を有し、該受像面上に画像情報が多数の個々の光点を
用いて表示される形式の、画像情報の投写装置に関す
る。さらに本発明は、この装置の使用の下に、観察者の
眼の前方に設けられた受像面の上に画像情報を投写する
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】冒頭で述べた形式の装置は例えばいわゆ
る“仮想の実在”装置において用いられる。この装置の
場合、観察者はヘルメットを着用し、このヘルメットに
おいて、眼の直前にそれぞれ受像面が設けられている。
この受像面へ光導体を介して画像が投写される。受像面
に対応付けられている光導波体端部は光点として網目状
に一様に受像面上に配列されている。画点の全体が1つ
の完全な画像を形成する。仮想の現実(バーチャルリア
リティ)システムに用いるほかに、冒頭に述べた装置
は、コンピュータ、テレビジョン等に接続して用いるこ
ともできる。
【0003】前述の適用に共通する点は、この適用の際
にしばしば所望されるように、観察者に関する情報が、
例えばその眼の運動または受像面へのそのアクセスに関
する情報が得られることである。このことは例えば、こ
の種の装置が視覚障害を有する有する人の診断または治
療のために使用される時にあてはまる。
【0004】実際に知られていることは、医療−治療領
域における冒頭に述べた装置の使用の場合に、眼の運動
を赤外線CCDカメラを用いて検出することである。こ
の場合、カメラは評価装置と接続されており、この評価
装置は、カメラから供給される像から当該の眼の視軸の
位置を求める。この種のカメラと評価装置は実際の使用
において有効性が実証されている。しかしその欠点はそ
の大きさ、重量および視野の中心点の外側でのそのしば
しば必要とされる配置にある。この欠点は例えば、カメ
ラを受像面と共に、使用者により着用されるヘルメット
の中に取り付ける時に目立つ。さらに多くの場合、観察
される眼を照明する光源が必要とされる。この付加的な
光源は観察者によりしばしば、受像面の観察の際に障害
と感ぜられる。最後に、公知の装置の場合に必要とされ
る部品の数が、この種の装置の小型化を妨げる。
【0005】
【発明の解決すべき課題】本発明の課題は、冒頭に述べ
た形式の装置の受像面の観察者を簡単な手段で観察可能
にする、例えばその眼の視軸と運動を検出可能にする装
置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、少なくとも所定数の光点の各々の光点に、評価装置
と接続された光感センサが対応付けられている構成によ
り解決されている。
【0007】本発明によれば、受像面の全体にわたり分
散的または選択的に少なくとも受像面の張設部分領域に
光感センサが設けられており、この光感センサを介して
観察者とくにその眼が観察され得る。例えば受像面が眼
の直前に取付けられている時は、受像面から送出される
光は、眼から反射させて光感センサにより受信させるた
めに、十分に強い。このようにして大抵の適用事例にお
いて、その都度に観察される眼の運動を検出するため
に、障害となる光源がもはや必要とされない。相応の信
号は評価回路へ導びくことができる。評価回路は全部の
センサの信号の和から、特徴量を用いて例えば観察者の
眼または頭部の位置を求める。それに応じて受信装置は
受像面の観察者に関する画像情報を供給する。この情報
を得る目的で、公知技術の場合のように、重量と寸法を
伴う大型の自動カメラをもはや使用する必要がない。そ
れに代えて受信装置はその寸法が小さくて、さらに受像
面に支持されて障害とならない個所に設置できる。光感
センサとして例えばCCDセンサを使用できる。この種
のセンサは必要に応じて、発光素子と組み合わせた一体
の構成部品として製造されている。
【0008】多くの場合に有利であるのは、光感センサ
を受像面の固定の所定の領域に対応付けするのではな
く、受像面上に画像情報を表示するための発光素子を用
いることである。この発光素子は同時に光受信素子へ機
能を切り換えることができる。しかし簡素化された製造
に関連づけて次の構成も有利である、即ち固定の所定数
の画点の各々に、評価装置と接続されたそれぞれ1つの
センサが対応付けられている。この場合、センサは例え
ば網目スクリーン状に規則的な間隔をおいて受像面上に
分布して配置すべきである。この場合、間隔の大きさ
は、光点の個数に関連づけて光感センサの個数から得ら
れる。この種の網目スクリーン状の配置の場合、本発明
による装置は、簡単に1つの全体画像へまとめられる複
数の画像情報を供給する。
【0009】しかし選択的に別の所定の領域たとえな受
像面の縁の領域も選択可能であり、この中に光感センサ
が配置される。本発明による装置のこの種の構成は例え
ば次の時に有利である。即ち画像情報の表示のための画
点網目スクリーンを比較に粗にし、その結果、画点の間
の中間の場所に配置されるべき画像に感応するセンサは
画像情報の表示を付加的に粗にするであろう。
【0010】本発明の構成によれば、光点が実質的に光
導波体の一方の端部から形成されており、該光導波体の
他方の端部が投写装置と接続されており、該投写装置は
画像情報の表示のためにその都度に必要とされる光を光
導波体の中へ供給し、光感センサは受像面とは間隔をお
いて受信装置の中に設けられており、各々の光感センサ
に光導波体の端部が対応付けられており、該光導波体の
他方の端部が受像面上に終端されている。
【0011】この種の装置の場合、画像情報の投写中に
光導波体の一部は受像面への光の伝送のために用いられ
るのではなく、この光導波体は、この光導波体へ入射す
る、例えば観察者の顔または眼から反射される光を受信
装置へ伝送する。この受信装置は光感センサを有し、そ
のものとしてチップカメラに類比する。
【0012】受信装置と接続されている光導波体は、本
発明のこの構成の場合は同じく固定的に前もって与えら
れている。この場合、受像面に対応付けられている、受
信装置と接続されている光導波体の端部も規則的な間隔
で配置すべきである。間隔の大きさは、受信装置と接続
されている光導波体の本数から、投写装置と接続されて
いる光導波体の本数に関係づけて、得られる。
【0013】選択的に光導波は選択的に投写装置または
受信装置のセンサに接続される。このことは、次の時に
有利である。即ち受像面全体ではなく、その都度の使用
のために最も重要な観察者の視対象部分を供給する受像
面部分だけが、観察者の観察のために用いられるべきで
ある。または眼の視線方向にその都度に相応しない各々
の部分領域がカメラとして用いられる。
【0014】受像面上に表示される画像の障害−これは
受信装置と接続されているために証明されない光導波体
により−は次のようにして回避される。即ち光導波体を
それぞれの光導波体の中に給電されるべき光の強さまた
は色に依存して、投写装置または受信装置と接続され
る。本発明の構成において、光が全く供給されないかま
たはわずかしか供給されずそのため光導波体およびその
所属の光点が黒く現われる光導波体は、観察者の顔から
光導波体の中へ入射する光の受信装置への伝送のために
用いられる。さらに、表示される画像の障害は次のよう
にして回避することもできる。即ち光導波体−その受像
面へ対応付けられている端部がその都度に観察者のその
都度の視野の外側に位置する−を受信装置と接続される
ことにより、回避できる。
【0015】相応に迅速な、眼には知覚されない切り換
え時間の場合、受像面に表示される画像の品質低下は次
のようにして回避することもできる。即ち光導波体が交
番する順序で投写装置と受信装置と接続されることによ
り回避できる。この種の場合、必要に応じて受像面全体
が観察のために用いられる。このことは例えば装置の本
来の作動前に視軸の位置をはじめて求めるために利用で
きる。
【0016】さらに受信される光の案内のための光導波
体この形式と別の形式だけのためにまたはこれに補完的
に、それぞれ固定的に前もって与えられている領域たと
えば受像面の縁の領域を眼の観察のために利用すること
ができる。
【0017】本発明の装置は、観察者の両眼の手前に位
置定めされる2つの受像面を有することができる。この
ことは観察者の両眼の個別の観察を可能にする。両眼の
個別の観察の可能化は、本発明による装置の、医療の分
野における診断と治療のための使用を可能にする。この
使用の可能化は次の構成によりさらに拡張される。即ち
受信装置が評価装置と接続されており、この評価装置は
受信装置のセンサの信号から、受像面を観察している眼
の位置を求める。同じことは次のことにも当てはまる。
即ち、投写装置が画像発生装置と接続されており、この
画像発生装置はその都度の眼の位置に相応する像を受像
面の各々のために発生する構成に対しても当てはまる。
このように構成された装置により、例えば次の操作が可
能となる。即ち斜視の画像、または不本意の、意志によ
らない眼の動きに見舞われた人間による画像が、その眼
の手前に設けられた受像面へ次のように投写できる、即
ち斜視の人の場合、この人が、正常の視力を有する人が
認めるような立体画像の印象を得るように、または不本
意な眼の動きに見舞われた人間の場合は、この人がその
周囲の主観的に感ずる運動の下に苦しまないように、投
写される。
【0018】人の眼の動きを観察すべき時は持続的な中
断されない観察が、観察されるべき人の手前に本発明に
よる装置の受像面の各1つを配置したことにより、有利
に次の様に処理できる。即ち第1ステップにおいて、観
察者により弱くしか認知されない受像面領域または、眼
の各一方の見ていない盲スポットを求め、続いて光導波
体が、それぞれの眼の視線方向の考慮の下にこの眼によ
り認知されない光点を、受像面とは反対側の光導波体端
部で、受信装置と接続する。この場合、画像情報の処理
と新たな画像の発生のために必要とされる時間に起因す
る観察者により見られる像の障害を回避する目的で、受
信装置と接続される光導波体の数が、弱くしか認知され
ない受像面領域の大きさを形成するために必要とされる
光点の数よりも、常に小さい。このようにして、光点面
−その光導波体はまだ受信装置と接続されている−のま
だ追従制御されない領域による、観察者の視野の重なり
が確実に回避される。
【0019】次に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
【0020】
【実施例】受像面1,2は、斜視に起因する視覚障害を
有する人の頭部に置かれた図示されていないヘルメット
または相応のめがねの中に設けられている。この場合、
受像面1,2は人の眼A1,A2の手前に位置定めされ
ている。受像面1,2の各々は網目スクリーン状に配置
された多数の光点3,4,5を有する。これらの光点は
実質的に光導波体6,7,8の端部により形成される。
光導波体6,7,8はその他方の端部により光学的切り
換え装置9へ接続されている。この切り換え装置9を用
いて、光導波体6,7,8を投写装置10または受信装
置11と接続できる。
【0021】投写装置10は光電素子12を有し、これ
らを介して光は光導波体6,7,8の中へ次のように供
給される、即ち受像面1,2へ観察者により、まとまり
のあるものとして認められる1つの全体像が形成される
ように供給される。他方、受信装置11は複数個の光感
センサ13を有する。光感センサは眼A1,A2から光
導波体の中へ反射された光を電気信号へ変換する。これ
らの信号は評価装置14へ供給される。評価装置はこれ
らの信号からそれぞれの眼A1,A2の視軸の位置を求
める。
【0022】この評価の結果の考慮の下に、評価装置1
4へ接続されている画像発生装置15は、例えばビデオ
レコーダ16から到来する画像の使用の下に、画像情報
を発生する。画像は次のように受像面1,2のために換
算される、即ち観察者が視覚障害なく見える画像部分に
相応する画像部分を、観察者が認めるように換算する。
発生された画像は投写装置10から受像面1,2へ投写
される。画像発生装置15からの画像のほかに、評価装
置14による評価の結果が切り換え装置9へ伝送され
る。
【0023】本発明による装置は次のように動作する:
受像面1,2を有するヘルメットが観察者の頭上へ載置
されてから、多数回の試行により、それぞれ片方の眼に
より弱くしか認知されない、通常は受像面1,2の周辺
に設けられている領域が、または観察者の眼A1,A2
の各々に見えない、見ていないスポットの位置が求めら
れる。この領域の個所は切り換え装置9において受像面
座標として記憶される。次に投写装置10は画像情報を
光導波体6,7,8を介して受像面1,2へ投写する。
この場合、切り換え装置9は常時、受像面1または2の
領域中にある、それぞれ片方の眼A1,A2により弱く
しか認知されない光導波体を、受信装置11と接続す
る。評価装置14は受信装置11の信号から常時、眼A
1,A2のその都度の位置を測定して、相応の値を画像
発生装置15と切り換え装置9へ転送する。像発生装置
15はそれに応じた受像面1,2のための画像情報を発
生する。他方、切り換え装置9は前もって測定された弱
く認められた領域の考慮の下に、光導波体5,6,7を
投写装置10または受信装置11と接続する。画像情報
の評価および発生のために必要とされる所要時間に起因
する観察者の認識の障害が生ずると、観察者は自分で、
眼A1,A2の観察のために用いられる、受像面1,2
の領域の大きさを縮小できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のブロック図である。
【符号の説明】
1,2 受像面 3,4,5 光点 6,7,8 光導波体 9 切り換え装置 10 投写装置 11 受信装置 12 光電素子 13 センサ 14 評価装置 15 画像発生装置

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1つの受像面(1,2)を有
    し、該受像面上に画像情報が多数の個々の光点(3,
    4,5)を用いて表示される形式の、画像情報の投写装
    置において、 少なくとも所定数の光点(5,6,7)の各々の光点
    (5,6,7)に、評価装置(14)と接続された1つ
    の光感センサが対応付けられていることを特徴とする、
    画像情報の投写装置。
  2. 【請求項2】 固定的に前もって与えられる個数の光点
    (5,6,7)の各々の光点(5,6,7)にそれぞれ
    1つの、評価装置(14)と接続されている光感センサ
    が対応付けられている、請求項1記載の装置。
  3. 【請求項3】 光感センサが網目状に規則的な間隔をお
    いて設けられており、該間隔の大きさは、光点(5,
    6,7)の数に関連づけて光感センサの個数から与えら
    れる、請求項2記載の装置。
  4. 【請求項4】 光感センサは、受像面(1,2)の固定
    的に前もって与えられている各領域たとえば縁の領域に
    それぞれ対応付けられている、請求項1から3までのい
    ずれか1項記載の装置。
  5. 【請求項5】 光点(3,4,5)が実質的に光導波体
    (5,6,7)の一方の端部により形成されており、該
    光導波体の他方の端部が投写装置(10)と接続されて
    おり、該投写装置は画像情報の表示のためにその都度に
    必要とされる光を光導波体(5,6,7)の中へ供給
    し、光感センサは受像面とは間隔をおいて受信装置(1
    1)の中に設けられており、各々の光感センサに1つの
    光導波体(5,6,7)の端部が対応付けられており、
    該光導波体の他方の端部が受像面上に終端されている、
    請求項1から4までのいずれか1項記載の装置。
  6. 【請求項6】 光導波体(5,6,7)が選択的に投写
    装置(10)または受信装置(11)のセンサと接続さ
    れる、請求項5記載の装置。
  7. 【請求項7】 光導波体(5,6,7)が、それぞれの
    光導波体(5,6,7)の中へ供給されるべき、または
    供給された光の強さまたは色に依存して、投写装置(1
    0)または受信装置(11)と接続される、請求項6記
    載の装置。
  8. 【請求項8】 受像面(1,2)に対応付けられている
    光導波体端部が観察者のその都度の視野外に位置するよ
    うな光導波体(5,6,7)が、その都度に受信装置
    (11)と接続される、請求項6又は7記載の装置。
  9. 【請求項9】 光導波体(5,6,7)が交番する順序
    で、投写装置(10)および受信装置(11)と接続さ
    れる、請求項6記載の装置。
  10. 【請求項10】 投写装置が2つの受像面(1,2)を
    有し、該受像面は観察者の両眼(A1,A2)の手前に
    位置定めされる、請求項1から9までのいずれか1項記
    載の装置。
  11. 【請求項11】 評価装置(14)が光感センサの信号
    から、受像面(1,2)を注視する眼の位置を求める、
    請求項1から10までのいずれか1項記載の装置。
  12. 【請求項12】 投写装置(11)が画像発生装置(1
    5)と接続されており、該画像発生装置は眼のその都度
    の位置に相応する画像を、受像面(1,2)の各々のた
    めにその都度に発生する、請求項5から11までのいず
    れか1項記載の装置。
  13. 【請求項13】 観察者の眼(A1,A2)の前方に設
    けられた受像面(1,2)の上に画像情報を投写する方
    法において、第1ステップにおいて、観察者により弱く
    しか認知されない受像面領域または、眼(A1,A2)
    の各一方の注視していない盲スポットを求め、続いて光
    導波体(5,6,7)が、それぞれの眼(A1,A2)
    の視線方向の考慮の下にこの眼により認知されない光点
    を、受像面(1,2)とは反対側の光導波体端部で、受
    信装置(11)と接続することを特徴とする、観察者の
    眼の前方に設けられた受像面の上に画像情報を投写する
    方法。
  14. 【請求項14】 受信装置(11)と接続される光導波
    体(5,6,7)の数が、弱くしか認知されない受像面
    領域の大きさを形成するために必要とされる光点(3,
    4,5)の数よりも常に小さい、請求項13記載の方
    法。
JP6255206A 1994-05-20 1994-10-20 画像情報を投写する装置および投写方法 Pending JPH07313461A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4417762.3 1994-05-20
DE4417762A DE4417762C1 (de) 1994-05-20 1994-05-20 Vorrichtung und Verfahren zum Projizieren und Empfangen von Bildinformation mittels eines Bildschirms

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